付一涵

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，航測設(shè)備得到更新，理論知識(shí)得到豐富，促使航測數(shù)據(jù)處理技術(shù)不斷發(fā)展，是全數(shù)字航測數(shù)據(jù)處理的一大進(jìn)步。本文筆者將結(jié)合空間數(shù)據(jù)的基本模式、基本特征以及其數(shù)字復(fù)合產(chǎn)品，分析全數(shù)字航測數(shù)據(jù)處理有關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)掌握，更好展開作業(yè)生產(chǎn)，以供相關(guān)人士參考。

【關(guān)鍵詞】全數(shù)字航測；業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)處理；空間數(shù)據(jù)

一、前言

至20世紀(jì)80年代以來，陸地衛(wèi)星相繼升天，標(biāo)志著我國遙感技術(shù)的研究成果，推動(dòng)我國科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，為相關(guān)企業(yè)發(fā)展提供保障。遙感技術(shù)的進(jìn)步打破了地理信息遙感的束縛，實(shí)現(xiàn)遙感技術(shù)的智能化發(fā)展，達(dá)到高分辨率、多頻譜、快速及時(shí)等效果。航測遙感技術(shù)涉及范圍較廣，應(yīng)用領(lǐng)域較多，如何高效、及時(shí)獲取數(shù)據(jù)信息是航測內(nèi)業(yè)研究的重點(diǎn)。因此，相關(guān)行業(yè)應(yīng)加大研究力度，推動(dòng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)發(fā)展，保證數(shù)據(jù)信息的有效性與正確性。

二、空間數(shù)據(jù)的基本模式

空間數(shù)據(jù)是用于表示空間實(shí)體的位置、大小、形狀、特征等信息的數(shù)據(jù)，可用于現(xiàn)實(shí)世界目標(biāo)的描述，其主要特征包括定位、定性、時(shí)空關(guān)系等。換言之，空間數(shù)據(jù)是利用點(diǎn)、線、面和事物實(shí)體等表達(dá)自然世界的數(shù)據(jù)。下面，筆者將簡要分析空間數(shù)據(jù)的基本模式、空間數(shù)據(jù)的基本特征以及數(shù)字復(fù)合產(chǎn)品。

空間數(shù)據(jù)基本模式包括四方面內(nèi)容，即數(shù)字線畫圖模式、數(shù)字正射影像圖模式、數(shù)字高程模式以及數(shù)字柵格地圖模式。

（1）數(shù)字線劃圖模式（DLG）

數(shù)字線畫圖模式主要利用地圖得到基礎(chǔ)信息，其具有數(shù)據(jù)生產(chǎn)的能力，對各空間分析要求均能有效滿足。Geoway3.5軟件是數(shù)字線畫圖模式常用軟件，并以1：10000的比例尺作為掃描圖像的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到采集、編輯圖形數(shù)據(jù)的目的。

（2）數(shù)字正射影像圖模式（DOM）

數(shù)字正射影像圖模式的處理對象是經(jīng)掃描的數(shù)字化航空照片以及遙感影像，為相關(guān)研究提供所需數(shù)據(jù)。信息量大、準(zhǔn)確性高以及真實(shí)性強(qiáng)是該模式的主要特點(diǎn)，在測量空間中可充當(dāng)背景信息的角色，為提取地圖新信息提供保障。

（3）數(shù)字高程模式（DEM）

數(shù)字高程模式是規(guī)則或不規(guī)則的高斯平面上的坐標(biāo)和高度數(shù)據(jù)集子，在空間數(shù)據(jù)測量過程中，可達(dá)到有效控制地表形態(tài)的效果。例如，大于1：10000的大比例地形圖具有真實(shí)反映地形的優(yōu)點(diǎn)，但其綜合程度較低。小于1：100000的小比例尺地形圖具有綜合程度高的特點(diǎn)，但地形反映情況差。

（4）數(shù)字柵格地圖模式（DRG）

數(shù)字柵格地圖模式是以柵格數(shù)據(jù)格式為基礎(chǔ)，整合地圖圖形的數(shù)據(jù)文件。其中，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)實(shí)地形模擬是數(shù)字柵格地圖模式的主要優(yōu)勢。一般而言，模擬地形的顏色、規(guī)格等多方面與實(shí)際地形相比，并未存在較大差異，其中距離與密度是繪制此類地圖的主要憑據(jù)。

三、空間數(shù)據(jù)基本特征

空間數(shù)據(jù)基本特征包含兩方面的內(nèi)容，即數(shù)據(jù)格式以及基本內(nèi)容。

（1）數(shù)據(jù)格式分析

可劃分為矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)主要是借助數(shù)字線進(jìn)行畫圖，通過點(diǎn)、線、面的結(jié)合構(gòu)成幾何形狀，具有獨(dú)有特征。以要素為劃分依據(jù)，可將此類數(shù)據(jù)格式劃分為不同的數(shù)據(jù)層，主要用于地理信息系統(tǒng)的空間檢索以及空間分析。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)好比像元陣列，可通過行列的順序判斷像元的位置，能夠達(dá)到展示實(shí)體屬性的效果。矢量數(shù)據(jù)在地理目標(biāo)全面描述的基礎(chǔ)上，以矢量為數(shù)據(jù)展現(xiàn)形式，有利于提高信息精準(zhǔn)度，增加結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)性，保證信息完整性，為地理空間進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與決策提供依據(jù)。矢量數(shù)據(jù)可達(dá)到全面描述地表目標(biāo)的效果，通過隨機(jī)抽取數(shù)據(jù)，從而疊加至其他相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的分析與決策。柵格數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較簡單，便于空間數(shù)據(jù)間的疊加，達(dá)到空間數(shù)據(jù)分析的效果。柵格數(shù)據(jù)通過有限網(wǎng)格逼近圖形，具有一定優(yōu)勢，但易導(dǎo)致地表數(shù)據(jù)離散，缺乏連續(xù)性。例如，以數(shù)字DEM為例，格網(wǎng)間的距離為5m或12m，然而，經(jīng)DOM影像所呈現(xiàn)的地面分辨率約為1m左右，DRG展現(xiàn)的分辨率高于250像素。

（2）基本內(nèi)容分析

大地控制測量數(shù)據(jù)和地理位置數(shù)據(jù)等是矢量數(shù)據(jù)的基本內(nèi)容。以空間數(shù)據(jù)采集時(shí)間以及產(chǎn)品提供周為依據(jù)，可將矢量數(shù)據(jù)分為三個(gè)層次：首先，數(shù)據(jù)核心的考慮，一般為地形要素；其次，以核心地形要素為依據(jù)，結(jié)合地區(qū)自身情況，選擇相關(guān)要素；最后，全部地形圖要素，簡言之全要素。

四、數(shù)字復(fù)合產(chǎn)品

數(shù)字符合產(chǎn)品包括三方面內(nèi)容，即數(shù)字影像地形圖、數(shù)字影像地面模型以及數(shù)據(jù)影像專題圖。

首先，針對數(shù)字影像地形圖而言，以單色或彩色的正面影像圖為前提，在結(jié)合數(shù)字規(guī)劃圖的基礎(chǔ)上，構(gòu)建一種新的復(fù)合數(shù)字化地圖產(chǎn)品。此類數(shù)字復(fù)合產(chǎn)品準(zhǔn)確度高，且涵蓋的信息量大，能夠真實(shí)、清晰反映地形，與矢量數(shù)據(jù)具有一定的聯(lián)系，具有豐富多彩的特征，變化性較高，能滿足不同客戶不同需求。

其次，針對數(shù)字影像地面模型而言，其核心是數(shù)字正射影像圖，在數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)技術(shù)，建立的一種復(fù)合數(shù)字模型產(chǎn)品。其具備數(shù)字正射影像圖的特點(diǎn)，且其表示的地表形態(tài)具有立體感，達(dá)到三維立體效果，為用戶提供更為直接、形象的感受。

最后，針對數(shù)字影像專題圖而言，在數(shù)字正射影像圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)疊加，從而形成一種新的數(shù)字復(fù)合產(chǎn)品。其同樣具備數(shù)字正射影像圖的特點(diǎn)，且能夠顯示不同專題地圖的不同信息，為用戶提供直觀、形象的信息時(shí)，挖掘其內(nèi)在的背景知識(shí)，符合用戶對專題圖的需求。

五、全數(shù)字航測數(shù)據(jù)有關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)掌握

（一）搜集資料部分

航空拍攝的地形圖、相關(guān)照片和分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告等是航測資料搜集的主要內(nèi)容。東西方向是航拍的常設(shè)航線，且應(yīng)保證航線相鄰的兩張照片重疊部分應(yīng)在60%左右，相鄰航線的兩張照片重疊部分應(yīng)處于30%左右。另外，必須保持地面與攝影曝光的瞬間物鏡主光軸呈垂直狀態(tài)。

（二）掃描影像部分

影像掃描是數(shù)據(jù)采集中的重要環(huán)節(jié)之一，是獲得高質(zhì)量航空影像的有效途徑。在影像掃描的基礎(chǔ)上，得出相關(guān)分辨率，從而對影像顏色、清晰程度以及存在的色差進(jìn)行有效判定。如果掃描分辨率呈下降趨勢，將影響空間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及完整性，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差，影響航測效果。

（三）模型建立部分

空間數(shù)據(jù)的基本模式包括數(shù)字線畫圖模式、數(shù)字正射影像圖模式、數(shù)字高程模式以及數(shù)字柵格地圖模式四方面內(nèi)容。因此，為提高空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，保證空間數(shù)據(jù)的完整性，必須選擇最合適的模型，以達(dá)到影像處理的效果，提高影像處理質(zhì)量。

（四）采集數(shù)據(jù)部分

數(shù)據(jù)采集是影響空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的主要因素，是空間數(shù)據(jù)產(chǎn)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要包括立體測判采集、數(shù)據(jù)分層以及數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)對接和數(shù)字正影像對接三方面內(nèi)容。

首先，立體測判采集方面：在中心點(diǎn)為采集標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，以此中心點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，以中心線為依據(jù)，對重要要素進(jìn)行采集。幾何形狀是影響重要要素密度的主要原因，易導(dǎo)致要素出現(xiàn)錯(cuò)誤而失去真實(shí)性。因此，為保證要素真實(shí)性，通過構(gòu)建密度曲線，借助數(shù)字模型，從而得到相關(guān)的有效數(shù)據(jù)。例如，JX4技術(shù)，在采用JX4技術(shù)采集數(shù)據(jù)的過程中，通過構(gòu)建定向模型，結(jié)合絕對定向處理技術(shù)，獲得控制點(diǎn)的自動(dòng)工作區(qū)。第一，通過原始影像對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，并整理、分析測量結(jié)果，從而建立控制點(diǎn)的縮略圖。第二，結(jié)合JX4技術(shù)，達(dá)到JX4技術(shù)與縮略圖的有效融合，對外方位元素進(jìn)行定向安置，獲取定向點(diǎn)的坐標(biāo)系數(shù)。第三，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)成密度曲線，借助定向模型，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的采集。

其次，數(shù)據(jù)分層方面：其主要針對的是采集的數(shù)據(jù)，在科學(xué)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)指導(dǎo)下，達(dá)到提升矢量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的效果，提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，增加實(shí)用性，充分顯示矢量數(shù)據(jù)的屬性，保證矢量數(shù)據(jù)的正確性。

最后，數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)對接和數(shù)字正影像對接方面：其主要目的在于提高數(shù)據(jù)的完整性，重新采集或適當(dāng)修改不符合規(guī)格的數(shù)據(jù)，迫使其達(dá)到基本標(biāo)準(zhǔn)，提高其使用效率。與此同時(shí)，在航空實(shí)際情況的指導(dǎo)下，在計(jì)算機(jī)操作的基礎(chǔ)上，借助幅為單位達(dá)到繪制數(shù)據(jù)的目的。

六、小結(jié)

本文筆者以空間數(shù)據(jù)的基本模式、基本特征以及數(shù)字復(fù)合產(chǎn)品為出發(fā)點(diǎn)，分析了全數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理的有關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的掌握，為數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性提供保障。數(shù)據(jù)處理有關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)掌握的選擇是影響航測成果質(zhì)量重要因素，因此，相關(guān)部門應(yīng)大力研究數(shù)據(jù)處理技術(shù)，選擇適合的技術(shù)，為航測成功進(jìn)行提供保障。

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